[发明专利]一种复合材料层间剪切测试装置及其操作方法

权利要求书

1.一种复合材料层间剪切测试装置，其特征在于，所述测试装置包括夹具底座、导轨、上夹具、下夹具、辅助垫块和对中块；

所述夹具底座的上表面呈水平状，导轨垂直安装在夹具底座上表面上；

所述上夹具包括由上夹具固定螺栓连接的上夹具固定部和上夹具活动部，所述下夹具包括由下夹具固定螺栓连接的下夹具固定部和下夹具活动部，所述上夹具固定部、下夹具固定部由上至下套接在导轨上，沿导轨竖直移动；

所述辅助垫块可移除地设置在上夹具固定部和下夹具固定部之间，其顶部设有斜面，辅助垫块用以提供上夹具支撑力的同时，利用斜面对上夹具和下夹具在竖直方向上的距离进行微调；当辅助垫块移除时，上夹具固定部和下夹具固定部之间构成第一间隙部；所述上夹具活动部和下夹具活动部之间构成第二间隙部；所述第一间隙部和第二间隙部分别对应双缺口试样上的一个缺口；

所述上夹具固定部和上夹具活动部在连接处设有呈竖直状的第一容纳部，所述下夹具固定部和下夹具活动部在连接处设有呈竖直状的第二容纳部，第一容纳部和第二容纳部组合构成用以容纳双缺口试样的试样装配部；

所述上夹具固定部和下夹具固定部在临近试样装配部的侧面上各设有一个对中凸台；所述对中块在外部施加的推力作用下，将双缺口试样推入试样装配部内，并且使其后侧面抵接在两个对中凸台上；

所述对中块包括垂直连接的第一对位部和第二对位部，所述第一对位部的尺寸与第一间隙部的尺寸相对应，所述第二对位部的尺寸与试样装配部的尺寸相对应；

所述上夹具活动部上设置有用于安装第一声发射探头的呈半圆柱型的第一槽口，所述第一声发射探头通过上夹具声发射探头固定螺栓安装在第一槽口内；

所述下夹具活动部上设置有用于安装第二声发射探头的呈半圆柱型的第二槽口，所述第二声发射探头通过下夹具声发射探头固定螺栓安装在第二槽口内。

2.根据权利要求1所述的复合材料层间剪切测试装置，其特征在于，所述上夹具固定部呈U型，具有开口朝向上夹具活动部的第一嵌入部，上夹具固定部远离夹具底座的的一边连接有延伸部；

所述上夹具活动部呈L型，其中一个连接边沿延伸部水平滑动以移入或移出第一嵌入部，使上夹具固定部和上夹具活动部之间构成宽度可调的第一容纳部；

所述上夹具活动部的底部高于上夹具固定部的底部。

3.根据权利要求2所述的复合材料层间剪切测试装置，其特征在于，所述延伸部下端面上设置有第一滑轨；

所述上夹具活动部的上端面上设置有被第一滑轨半包围的第一移动组件，上夹具活动部沿第一滑轨移动以临近或远离上夹具固定部。

4.根据权利要求1所述的复合材料层间剪切测试装置，其特征在于，所述夹具底座的上表面设置有水平方向延伸的第二滑轨；

所述下夹具活动部的底面设置有被第二滑轨半包围的第二移动组件，下夹具活动部沿第二滑轨移动以临近或远离下夹具固定部。

5.根据权利要求1所述的复合材料层间剪切测试装置，其特征在于，所述下夹具固定部呈L型，与夹具底座上表面构成开口朝向下夹具活动部的第二嵌入部；所述下夹具活动部呈L型，其中一个连接边水平放置在夹具底座上，沿夹具底座上表面滑动以移入或移出第二嵌入部，使下夹具固定部和下夹具活动部之间构成宽度可调的第二容纳部；

所述下夹具活动部的顶部高于下夹具固定部的顶部。

6.根据权利要求1所述的复合材料层间剪切测试装置，其特征在于，所述上夹具固定部与试样装配部对应的顶部开设有半球孔，半球孔内放置有钢珠，试验机加载头通过钢珠施加向下的载荷。

7.一种基于权利要求1-6任意一项中所述复合材料层间剪切测试装置的操作方法，其特征在于，所述操作方法包括：

S1，将辅助垫块放置在上夹具和下夹具之间，对上夹具进行支撑，并根据试样尺寸调整第一间隙部的高度；

S2，将下夹具活动部沿夹具底座上表面移至下夹具固定部与夹具底座构成的第二嵌入部内，使下夹具固定部和下夹具活动部之间构成宽度可调的第二容纳部；

S3，将双缺口试样放置于第二容纳部内；

S4，将对中块抵接在双缺口试样前侧面上，施加一推力在对中块的前侧面上，使双缺口试样嵌入试样装配部，并且双缺口试样的后侧面抵接在两个对中凸台上；

S5，将上夹具活动部移动到上夹具固定部的第一嵌入部内，使上夹具活动部与双缺口试样抵接，并且上夹具固定部和上夹具活动部之间构成宽度可调的第一容纳部；

S6，旋紧上夹具固定螺栓和下夹具固定螺栓，使上夹具和下夹具夹紧双缺口试样，取下对中块；

S7，将两个声发射探头放置在上夹具和下夹具的预留槽口内，使探头探测面能贴近试样表面；

S8，旋紧上夹具声发射探头固定螺栓和下夹具声发射探头固定螺栓，将两个声发射探头固定在试样表面，取下辅助垫块；

S9，将剪切夹具安装至试验机，连接声发射信号采集数据线后进行层间剪切试验。